Question

實驗桌上有如下實驗器材：電源電壓不變的電源一個，阻值已知的定值電阻一個，電阻箱（電路圖符號）一個，已調零的電流表兩塊、開關一個，導線若干。請選用上述實驗器材，設計一個實驗證明：“兩個電阻R₁與R₂并聯時，如果并聯電路兩端的電壓U及R₁的阻值保持不變，則電阻R₁與R₂消耗的總功率P跟電阻R₂的關系為：（k₁、k₂為常量）”。

Answer 1

（1）實驗電路圖

（2）實驗步驟：
①如圖連接電路，電阻箱調到適當阻值。閉合開關S，用電流表A₁測出通過定值電阻R₁的電流I₁，用電流表A測出干路的電流I，讀出變阻箱R₂的阻值，并將R₂、R₁、I₁、I記錄到表格中；
②斷開開關S，改變電阻箱R₂的阻值5次，重復步驟①并將相應的R₂、R₁、I₁、I數值記錄在表格中；
③利用P＝I₁²R₁+（I- I₁）² R₂分別計算出電阻R₁與R₂消耗的總功率P，并將數值記錄在表格中。
（3）實驗數據記錄表

R2 /Ω
R1 /Ω
I1 / A
I/ A
P / W

試題分析：（1）根據實驗目的可知定值電阻與電阻箱并聯，且電源的電壓不變；根據并聯電路：各用電器獨立工作、互不影響及功率公式可知，定值電阻的功率不變為=k₂；電阻箱的功率為，電阻R₁與R₂消耗的總功率P跟電阻R₂的關系為：（k₁、k₂為常量）（2）調節電阻箱使其接入電路的電阻發生變化，用電流表A1測出流過定值電阻R₁的電流I₁，用電流表A₂測出通過變阻箱R₂和R₁的總電流I，將數據記錄在實驗記錄表中；再分別多次改變電阻箱的阻值，把電流表的示數記錄在實驗記錄表中；（3）最后利用并聯電路的功率特點，歐姆定律及功率公式分析計算即可證明結論．電阻R₁與R₂消耗的總功率P跟電阻R₂的關系為：（k₁、k₂為常量）